División de Ciencias Básicas e Ingeniería
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- Evaluación electroquímica para la oxidación de ácido fórmico catalizada por nanopartículas paladio y paladioplata soportadas en polipirrol obtenidas a partir de un disolvente eutéctico profundo(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco., 2026-02) Ávalos Huarte, EmmanuelEl objetivo general de esta investigación es evaluar la cinética de nucleación y crecimiento de las NP's de Pd y Pd-Ag soportadas en PPy, obtenidas a partir de sus iones contenidos en los disolventes eutécticos profundos Reline y Ethaline y su actividad másica para la reacción de oxidación de ácido fórmico con el propósito de proponer un electrocatalizador con futuras aplicaciones como sostenible, económico, eficiente y duradero sintetizado por medios electroquímicos para la construcción de una DFAFC. Los objetivos específicos del trabajo son los siguientes: 1) Analizar los modelos de nucleación y crecimiento electroquímico reportados en la literatura para la formación de nuevas fases (cúmulos metálicos o polímeros conductores) para describir la cinética de los electrodepósitos. 2) Producir la electrosíntesis de PPy en Reline por medio de técnicas electroquímicas: CV y CA sobre un electrodo de carbono vítreo usando DES para su posterior uso como soporte. 3) Identificar parámetros de la electrodeposición de las NP's de Pd y Pd-Ag obtenidas en Reline y Ethaline sobre un electrodo de carbono vítreo en función del potencial impuesto y tiempo. 4. Evaluar la síntesis electroquímica de NPs de Pd y Pd-Ag soportadas en PPy en Reline por medio de CA variando el potencial aplicado y tiempo en ácido fórmico. 5) Analizar los electrodepósitos de NP's Pd y Pd-Ag soportadas en PPy a través de técnicas SEM-EDX, XRD, XPS y RAMAN para obtener información sobre sus propiedades. 6. Evaluar la actividad electrocatalítica de las NP's de Pd y Pd-Ag soportadas en PPy en medio ácido empleado la actividad másica obtenida para la ROAF. 7) Evaluar las variaciones en las características morfológicas, eléctricas y electrocatalíticas del PPy y NP's bajo Convección Forzada en DES para la ROAF.
- Modulación de la banda prohibida y de la termoestabilidad en los materiales HKUST-1 y MOF-74 a través de la infiltración de moléculas orgánicas en los poros y sitios metálicos de los materiales(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco., 2026-02) Alfonso Herrera, Luis ÁngelEsta investigación se centra en el estudio de la infiltración molecular en polímeros de coordinación en redes metal-orgánicas (Metal-Organic Frameworks, MOFs) del tipo HKUST-1 y MOF-74(Cu). A través de la interacción entre una matriz, que en este caso es la MOF, con una molécula huésped, para generar nuevos materiales compósitos de tipo huésped@MOF. Las moléculas huésped seleccionadas fueron: solventes residuales de la metodología de síntesis (agua/DMF), quercetina, curcumina, antraquinonas (quinizarina, antrarufina, alizarina) y ácido piren borónico. La infiltración de moléculas fue propuesta para ser realizada a través de dos vías: síntesis one-pot e infiltración post-síntesis. No obstante, dado la mayor eficiencia del proceso one-pot, este enfoque fue estudiado en mayor profundidad. Se determinó la banda prohibida de los compósitos mediante espectroscopía UV-Vis en estado sólido, empleando para ello los gráficos de Tauc. Dado que, en estudios preliminares de infiltración de quercetina, HKUST-1 presentó una mayor modulación de la banda prohibida, se decidió explorar la infiltración del resto de las moléculas propuestas únicamente en este material. Notablemente, muchos de estos compósitos presentaron una modulación de la banda prohibida superior a 2 eV, lo cual es sobresaliente incluso al comparar estos resultados con los generados dentro de la bibliografía más reciente. En conclusión, la estrategia propuesta de modulación de la banda prohibida fue desarrollada de manera exitosa, obteniéndose materiales sobresalientes entre los reportados en la bibliografía científica más reciente. Se profundizó en el desarrollo de correlaciones estructura-propiedad para explicar los resultados obtenidos, permitiendo el desarrollo de estrategias eficaces para la creación de materiales huésped@MOF con banda prohibida modulable. Además, se evaluaron los materiales en aplicaciones prácticas, aumentando la comprensión del comportamiento de sistemas tipo huésped@MOF, tanto sus beneficios, como retos a superar en futuros trabajos.
- Efecto de los parámetros del proceso de soldadura en estado sólido (Friction stir welding) sobre la microestructura y las propiedades mecánicas de aleaciones base Cu(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco., 2025-07-31) Flores Sánchez, DanielEn el presente trabajo se realizó la fabricación de una aleación Cu-9Al-3Ag de forma sencilla mediante un proceso de moldeo en verde. Después del dimensionamiento y corte longitudinal, las muestras fueron sometidas a tratamientos térmicos de temple, normalización y recocido, para ejercer transformaciones de fase que, a su vez, ayudarían a esclarecer la influencia de las fases presentes en las propiedades mecánicas, como la dureza, así como el comportamiento ante un medio corrosivo comúnmente conocido como salmuera (NaCl). Los resultados obtenidos revelan un aumento de la dureza (evaluada a través de HRB) y (microdureza HV) en la muestra templada y recocida, así como una mejor resistencia a la corrosión. La caracterización se realizó mediante microscopía óptica, Microscopía Electrónica de Barrido (MEB), Espectroscopía de Energía Dispersiva (EDS), ensayos de polarización potenciodinámica y espectroscopía de impedancia electroquímica. Por último, las muestras de la aleación fabricada fueron sometidas a un proceso de soldadura por fricción agitación empleando velocidades de rotación de 2000 rpm y velocidad de avance de 1 mm·min-1. Una vez obtenidos los cordones, estos se sometieron a ensayos de tensión para determinar su resistencia a dicha prueba.
- Comportamiento dinámico de partículas catalíticas autopropulsadas(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco., 2025) Gálvez Martínez, ErickDurante los últimos años se ha visto un desarrollo notable en el estudio de los coloides activos, es decir, auotimpulsados debido a su capacidad de transformar la energía disponible de su entorno en movimiento autónomo, lo cual ha traído nuevas oportunidades de investigación en campos como la materia blanda y nuevos materiales. Estos sistemas, también llamados micromotores, cuentan con un alto potencial para aplicaciones en el transporte de medicamentos, la eliminación de contaminantes del agua, entre muchas otras aplicaciones. Para producir movimiento, es necesario romper la simetría de los coloides activos. El ejemplo más sencillo de partículas con anisotropía son las partículas “Janus”. La cobertura parcial que poseen permite la combinación de propiedades físicas y químicas diferentes en la misma partícula. La mayoría de los métodos de fabricación siguen siendo los convencionales, en los cuales, para lograr la asimetría, uno de los hemisferios es recubierto con una capa metálica delgada. Sin embargo, estos procesos tienden a producir cantidades muy pequeñas de partículas por lote, típicamente solo unos pocos miligramos, lo que restringe su escalabilidad. Un enfoque más escalable es la deposición de nanopartículas metálicas en uno de los hemisferios, lo cual duplica la cantidad de partículas fabricadas por lote con respecto a los métodos convencionales. Con el objetivo de desarrollar un método de síntesis que permita obtener una gran cantidad de partículas, en este trabajo se reporta la fabricación de partículas Janus activas recubiertas con nanopartículas de platino, cuya superficie favorece la descomposición del peróxido de hidrógeno en agua y oxígeno, brindándole así autopropulsión a la partícula. Se prestó especial atención a la optimización de la síntesis de las nanopartículas para lograr una buena deposición sobre las partículas Janus. Una vez obtenidas, se estudió su dinámica a diferentes concentraciones de peróxido de hidrógeno.
- Desarrollo y miniaturización de un sensor electroquímico para la determinación de hidrocortisona(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2024-11) Ramos-Reyes, Giovanni ManuelLa hidrocortisona, HC, es la hormona responsable de la modulación de los sistemas nervioso, inmune y metabólico, su producción depende del adecuado funcionamiento de diversas glándulas y su exceso o deficiencia promueve diversos padecimientos como hipertensión, obesidad, osteoporosis, depresión, entre muchos otros, por lo que es necesario crear métodos que permitan efectuar su determinación de manera rápida y confiable en tratamientos o diagnósticos. Es por ello, que en este trabajo se plantea efectuar su cuantificación mediante espectrofotometría UV-Vis y electroquímica, empleando para ésta última una celda electroquímica miniaturizada, diseñada, construida y funcional para tal fin. El primer capítulo de esta tesis detalla la problemática de la hidrocortisona, repercusiones de su exceso o deficiencia en la salud, así como formas actuales para efectuar un análisis cualitativo, mientras que, los antecedentes de la cuantificación de la HC que abarcan diversas metodologías, el trabajo de respaldo con el que cuenta el grupo de trabajo, así como los objetivos para hacer este proyecto de investigación se presentan en el Capítulo 2. El tercer título está enfocado en el estudio espectrofotométrico de la HC, su estabilidad química, constantes de acidez y su mecanismo de desprotonación, mientras que, siguiendo esta línea, el cuarto presenta un estudio espectrofotométrico orientado hacia la evaluación de la interacción de la HC con la β-ciclodextrina y el Dodecil Sulfato de Sodio, así como la estimación teórica de la factibilidad de la formación del complejo con el oligosacárido. El Capítulo 5, se adentra en la caracterización electroquímica de la señal de reducción de la HC en Electrodos de Pasta de Carbono, EPC, la determinación de sus parámetros electroquímicos y el mecanismo que gobierna este proceso; seguido en el sexto por la evaluación de modificaciones superficiales del EPC con óxido de grafeno, y poli-β-ciclodextrina. El Capítulo 7, introduce métodos espectrofotométricos y electroquímicos para la determinación del corticoide, resaltando los parámetros analíticos alcanzados. El octavo capítulo, se interna en el diseño, modelado y fabricación de la celda electroquímica miniaturizada, así como su desempeño, mientras que, finalmente, el noveno título se centra en la cuantificación de HC en muestras farmacéuticas.
- Electrosíntesis de polímeros conductores utilizando disolventes eutécticos profundos y su aplicación en la electrocatálisis de moléculas orgánicas(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2024-12) Godoy Colín, EstefaniaEn este trabajo se modificó la superficie de un electrodo de carbón vítreo (GCE) mediante la electropolimerización del 3,4 etilendioxinofeno (EDOT) para formar PEDOT o de la molécula 5-amino-1,10-fenantrolina (5Aphen) para formar Poly5Aphen, a partir de sus respectivos monómeros disueltos en un disolvente eutéctico profundo (Deep Eutectic Solvent). Posteriormente se realizaron electrodepósitos de nanopartículas metálicas de Au (AuNPs) sobre la superficie del electrodo GCE desnudo y sobre la superficie de los electrodos modificados con los polímeros conductores (PCs). Además, se obtuvieron los mecanismos de crecimiento y nucleación electroquímica de las AuNPs sobre los electrodos: GCE desnudo, GCEPEDOT y GCEPoly5Aphen. Los electrodos generados: GCE desnudo, GCEPEDOT, GCEPoly5Aphen, GCEAuNPs, GCEPEDOT/AuNPs y GCEPoly5Aphen/AuNPs se emplearon con la finalidad de evaluar su respuesta electroquímica en la oxidación de dopamina (DA) en presencia de dos de sus mayores interferentes, ácido ascórbico (AA) y ácido úrico (AU). Para ello, se emplearon técnicas electroquímicas como la voltamperometría cíclica (VC), Voltamperometría diferencial de pulso (VDP) y Cronoamperometría (CA). Finalmente, los electrodos estudiados se caracterizaron por microscopia electrónica de barrido (MEB) y espectroscopia de dispersión de energía de rayos X (EDS).
- Síntesis y caracterización de nanopartículas de Pt y Au@Pt con planos preferenciales para la reacción de oxidación de metanol(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2024-04) Roque de la O, NoemiEl propósito de este trabajo es indagar sobre el comportamiento catalítico de las nanopartículas (NPs) de Pt, con distintas orientaciones superficiales ya que la MOR es susceptible al plano superficial de la nanopartícula en la cual se lleva a cabo ((111) < (110) < (100)); para realizar dicha modificación superficial se emplea el método poliol y se incorpora nitrato de plata (AgNO3), con la finalidad de modificar la morfología de las nanopartículas. Por otro lado, con el propósito de minimizar la cantidad de Pt empleado también fueron sintetizadas nanopartículas del tipo núcleo envolvente, donde en el núcleo se encuentra el oro (Au), y en la envolvente se deposita el platino; cabe resaltar que en este trabajo se buscó modificar los planos superficiales presentes en la envolvente de Pt. Los catalizadores arriba mencionados se soportaron en carbón Vulcan XC-72R para ser evaluados en la reacción de oxidación de metanol; los catalizadores obtenidos fueron los siguientes Pt 1/C, Pt 2/C, Au@Pt 1/C y Au@Pt 2/C, en donde cada uno contiene una cantidad diferente de plata durante las síntesis, teniendo como sistemas de referencia Pt/C y Au@Pt/C. Se utilizaron las técnicas de Difracción de Rayos X (DRX), Microscopia Electrónica de Barrido-Transmisión (STEM) y Espectroscopia Ultravioleta-Visible (Uv- Vis), para estudiar su composición y morfología. En todos los casos las NPs presentan una estructura cristalina, con distintas formas lo que indica la formación de planos preferenciales (cuando se varia cantidad del agente Ag (I) durante la síntesis). Para evaluar la actividad catalítica se emplearon las técnicas de Voltamperometría Cíclica (VC) y Cronoamperometría (CA), encontrándose que el catalizador Au@Pt 1/C presenta la respuesta más favorable para la MOR. Adicionalmente el estudio de potenciales de inversión mostro el comportamiento de las NPs en distintas regiones de barrido de potencial, observándose que el potencial de formación de los picos, así como la densidad de corriente de pico, depende considerablemente de la ventana de potencial establecida. Finalmente, con el objetivo de discernir entre los diferentes procesos que tienen lugar en la interfase electrodo/solución durante la MOR, se empleó Espectroscopia de Impedancia Electroquímica (EIS); se observó que la forma de los espectros de impedancia es función del potencial aplicado, por ello, el estudio realizado se dividió en regiones que se asocian con los distintos procesos que tienen lugar durante la reacción de oxidación de metanol. De esta caracterización, se corroboro que las NPs de Au@Pt 1/C presentan la respuesta más favorable ya que presenta menores valores de impedancia real, asociado con una menor resistencia a los procesos de transferencia electrónica, atribuyendo esto a la presencia de planos preferenciales para la oxidación de la molécula de metanol.
- Electrodepósito de nanopartículas bimetálicas (Paladio–Níquel y Paladio–Cobalto), utilizando disolventes eutécticos profundos, como centros catalíticos en la electro–oxidación de ácido fórmico(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2023-07) Landa Castro, MidoriEl presente estudio está enfocado en la síntesis y caracterización de nanopartículas (NPs) bimetálicas (Pd–Ni y Pd–Co) como aleación usando disolventes eutécticos profundos (DEP) formados a base de cloruro de colina con urea (reline) o etilenglicol (ethaline), y su evaluación en la reacción de oxidación electroquímica de ácido fórmico (ROAF). Estos DEP son mezclas eutécticas de un ácido y una base de Lewis que contienen especies catiónicas y aniónicas, también denominados disolventes verdes. Tanto el reline como el ethaline han sido utilizados en electroquímica, como medio para la electrodeposición de NPs, a causa de sus excelentes propiedades, tales como: bajo costo, biodegradabilidad, conductividad eléctrica alta, casi nula presencia de protones y agua. Hay que mencionar, además su excelente capacidad para solvatar iones metálicos, permitiendo con ello la síntesis de aleaciones binarias y ternarias, con control en morfologías y tamaños. Las sales precursoras de Pd, Ni y Co se disolvieron en cada DEP para estudiar mediante técnicas electroquímicas, como: Voltamperometría Cíclica (VC) y Cronoamperometría (CA) la cinética de nucleación y crecimiento de las NPs sobre el electrodo de carbono vítreo. El electrodo modificado con las NPs bimetálicas (NPs-BM) fue empleado para ROAF, la cual es una reacción clave en las celdas de combustible de ácido fórmico directo. Los electrodepósitos fueron caracterizados por Microscopia Electrónica de Barrido (SEM), Espectroscopía de Energía Dispersiva de Rayos X (EDX) y Espectroscopía de Fotoelectrones de Rayos X (XPS) para determinar diámetros, composición, morfología y estados de oxidación de elementos que integran a las NPs-BM.
- Influencia de la convección forzada y la temperatura sobre la nucleación y crecimiento electroquímico de metales y aleaciones a partir de disolventes eutécticos profundos(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2023-01) Vidal García, GabrielaLa presente tesis doctoral establece la utilización de un electrolito a base de cloruro de colina y urea (ChCl/Urea) en una relación molar 1:2, este tipo de medio pertenece a una serie de mezclas altamente viscosas con bajo punto de fusión, las cuales reciben el nombre de disolventes eutécticos profundos (DES por sus siglas en inglés). Dicho electrolito se usó para llevar a cabo la síntesis de estructuras metálicas (Zn, Fe y Al) y sus aleaciones, al variar no solo condiciones hidrodinámicas (usando un electrodo de disco rotatorio) sino también de temperatura y potencial aplicado sobre un electrodo de carbón vítreo. En la realización de esta tesis se usaron formalismos teóricos para obtener información, es decir, parámetros cinéticos derivados de la electrodeposición de metales y aleaciones en DES, donde fue posible estimar coeficientes de difusión, frecuencias de nucleación, densidades numéricas de sitios activos, entre otras. El arreglo de la celda que se empleó, así como las técnicas electroquímicas que se utilizaron se detallan en la metodología de este documento. Adicionalmente, se realizó una revisión bibliográfica que comprende no sólo el uso de DES para la deposición electroquímica de Zn, Fe y Al, y sus aleaciones, sino también la utilización de medios acuosos pese a las dificultades que este tipo de electrólitos puedan tener, dado que es indispensable comprender el trabajo que se ha efectuado para tener un punto de comparación, así como el que no se ha realizado para explorar áreas de oportunidad en la electrodeposición de metales y aleaciones en DES.
- Desarrollo de un sensor electroquímico a base de carbono/polímero/nanopartículas de oro, para la detección de Tartrazina y Rojo Allura(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2021) Rivera Hernández, Selene IrisaisEn la presente tesis se realizó el estudio espectrofotométrico y electroquímico de los colorantes sintéticos azoicos Rojo Allura y Tartrazina, que son ampliamente utilizados en la industria alimentaria debido a que proporcionan una coloración brillante y uniforme, además de ser estables a diversos factores. A partir del estudio espectrofotométrico se determinó la estabilidad al tiempo y al pH, al variar este parámetro en un intervalo donde abarcó la mayor parte de la escala; también se determinaron junto con el programa computacional SQUAD® las constantes de acidez, mismas que sirvieron para establecer las condiciones experimentales del estudio electroquímico. El estudio electroquímico se realizó con un electrodo de pasta de carbono (EPC) empleando las técnicas de voltamperometría cíclica (VC) y voltamperometría diferencial de pulsos (VDP). Con el EPC y la VC se determinó el proceso de electroquímico de los colorantes una vez establecido este, se procedió a realizar las modificaciones del electrodo en donde se probaron diversos agentes como los polímeros conductores, las nanopartículas de oro y los nanotubos de carbono tipo bambú. Una vez realizada la caracterización electroquímica se realizó la construcción de las curvas de calibrado, tanto con el método electroquímico como con el espectrofotométrico con la finalidad de contrastar los resultados. Posteriormente se realizó la cuantificación en muestras reales, ya que estos colorantes están presentes en diversos alimentos que a diario solemos ingerir, si bien son aditivos generalmente reconocidos como seguros su inocuidad debe continuar estudiándose ya que en la actualidad, niños y personas hipersensibles han demostrado presentar alergias.